Normes de test LED et méthodes de test

Quelle est la norme de test LED ?
La diode électroluminescente à semi-conducteur (LED) est un nouveau type de corps électroluminescent, avec une efficacité électro-optique élevée, une petite taille, une longue durée de vie, une basse tension, une économie d'énergie et une protection de l'environnement, c'est un dispositif d'éclairage idéal pour la prochaine génération . Le test photoélectrique LED est un moyen important et unique de tester les performances photoélectriques LED, et les résultats des tests correspondants sont la base pour évaluer et refléter le niveau de développement actuel de l'industrie LED dans mon pays. Le développement de normes pour les méthodes de test optoélectroniques LED est un moyen important de mesurer uniformément les propriétés optoélectroniques des produits LED, et c'est la prémisse que les résultats des tests reflètent vraiment le niveau de développement de l'industrie LED de mon pays. Combiné avec la dernière norme nationale de méthode de test LED, ce document présente plusieurs aspects principaux du test de performance photoélectrique LED.

1. Introduction
Les diodes électroluminescentes (LED) à semi-conducteur ont été largement utilisées dans les voyants lumineux, les feux de signalisation, les écrans d'instruments, les rétroéclairages de téléphones portables, les sources lumineuses de véhicules et d'autres occasions, en particulier avec le développement de la technologie LED blanche, les LED sont devenues de plus en plus largement utilisées. dans le domaine de l'éclairage. Cependant, dans le passé, il n'existait pas de normes nationales complètes ni de normes industrielles pour les tests de LED. Dans la pratique de la production, seuls des paramètres relatifs ont été utilisés comme base. Différents fabricants, utilisateurs et instituts de recherche ont eu de nombreux différends à ce sujet, ce qui a eu une influence sérieuse sur le développement de l'industrie nationale des LED. Par conséquent, la norme nationale pour les méthodes de test des diodes électroluminescentes à semi-conducteurs a vu le jour.

2. Méthode d'essai des DEL
Sur la base des besoins réels des différents domaines d'application des LED, les tests de LED doivent inclure de nombreux aspects, notamment : les caractéristiques électriques, les caractéristiques optiques, les caractéristiques de commutation, les caractéristiques de couleur, les caractéristiques thermiques, la fiabilité, etc.

2.1 Caractéristiques électriques
La LED est une diode à jonction PN unipolaire composée de matériaux inorganiques semi-conducteurs, qui est une sorte de diode à jonction PN semi-conductrice, et la relation entre sa tension et son courant est appelée caractéristique volt-ampère. On peut voir sur l'image ci-dessous que les paramètres des caractéristiques électriques de la LED incluent le courant direct, la tension directe, le courant inverse et la tension inverse. La LED doit être alimentée par un courant et une tension appropriés pour fonctionner normalement. Grâce au test des caractéristiques électriques de la LED, la tension directe maximale admissible, le courant direct et la tension et le courant inverses de la LED peuvent être obtenus, et la puissance électrique de fonctionnement optimale de la LED peut également être déterminée.

Le test des caractéristiques électriques de la LED est généralement effectué avec une tension et un ampèremètre sous l'alimentation de la source de courant constant et de tension constante correspondante.

2.2 Caractéristiques optiques
Semblable à d'autres sources lumineuses, le test des caractéristiques de la lumière LED comprend principalement le flux lumineux et l'efficacité lumineuse, le flux radiant et l'efficacité du rayonnement, l'intensité lumineuse et les caractéristiques de distribution de l'intensité lumineuse et les paramètres spectraux.
(1) Flux lumineux et efficacité lumineuse
Il existe deux méthodes pour tester le flux lumineux, la méthode de la sphère d'intégration et la méthode du photomètre à angle variable. La méthode du photomètre à angle variable est la méthode la plus précise pour tester le flux lumineux, mais comme elle prend beaucoup de temps, la méthode de la sphère d'intégration est généralement utilisée pour tester le flux lumineux. Comme le montre l'image ci-dessous, il existe deux structures de test pour mesurer le flux lumineux LED par la méthode de sphère d'intégration existante.

De plus, l'auto-absorption de la lumière par la source lumineuse affectera les résultats du test lorsque le flux lumineux est mesuré par la méthode de la sphère d'intégration. Par conséquent, des feux auxiliaires sont souvent introduits, comme le montre la figure ci-dessous.

Après avoir mesuré le flux lumineux, l'efficacité lumineuse de la LED peut être mesurée avec le testeur de paramètres électriques. Les méthodes d'essai du flux radiant et de l'efficacité radiante sont similaires à celles du flux lumineux et de l'efficacité lumineuse.

(2) Caractéristiques d'intensité lumineuse et de répartition de l'intensité lumineuse

Comme le montre la figure ci-dessous, l'intensité lumineuse de la source lumineuse ponctuelle est uniformément répartie dans toutes les directions de l'espace, et les résultats des tests reçus par des détecteurs avec différentes ouvertures de réception à différentes distances ne changeront pas. Cependant, en raison de la distribution incohérente de l'intensité lumineuse des LED, les résultats des tests varient. Distance de test et variation d'ouverture du détecteur. Par conséquent, la CIE-127 propose deux conditions de test recommandées afin que chaque LED puisse être testée et évaluée pour l'intensité lumineuse dans les mêmes conditions. À l'heure actuelle, les conditions CIE-127 ont été citées par divers fabricants de LED et agences de test.

(3) Paramètres spectraux
Les paramètres caractéristiques spectraux de la LED comprennent principalement la longueur d'onde d'émission maximale, la bande passante de rayonnement spectral et la distribution de puissance spectrale. Le spectre d'une LED monochromatique est un pic unique et ses caractéristiques sont exprimées en termes de longueur d'onde de pic et de bande passante, tandis que le spectre d'une LED blanche est composé de plusieurs spectres monochromatiques. Les caractéristiques spectrales de toutes les LED peuvent être représentées par la distribution de puissance spectrale, et les paramètres de chromaticité peuvent également être calculés à partir de la distribution de puissance spectrale des LED.
Le test de distribution de puissance spectrale doit être effectué par spectroscopie, qui distingue chaque lumière de couleur de la lumière mixte pour la mesure. Généralement, des prismes et des réseaux peuvent être utilisés pour obtenir une séparation de la lumière.

2.3 Caractéristiques des interrupteurs
Les caractéristiques de commutation des LED font référence aux caractéristiques de la lumière, de l'électricité et des changements de couleur au moment de l'allumage et de l'extinction de la LED. Grâce au test des caractéristiques de commutation des LED, les lois changeantes de l'état de fonctionnement et des propriétés matérielles de la LED au moment de l'allumage et de l'extinction peuvent être obtenues.

2.4 Caractéristiques de couleur
Les caractéristiques de couleur des LED comprennent principalement les coordonnées de chromaticité, la longueur d'onde dominante, la pureté des couleurs, la température de couleur et le rendu des couleurs, etc. Les caractéristiques de couleur des LED sont particulièrement importantes pour les LED blanches.
Les méthodes de test des caractéristiques de couleur existantes comprennent la spectrophotométrie et la méthode intégrale. Comme le montre la figure ci-dessous : la méthode spectrophotométrique consiste à mesurer la distribution de puissance spectrale de la LED à travers un monochromateur, puis à utiliser la fonction de pondération de la chromaticité pour l'intégrer afin d'obtenir les paramètres de chromaticité correspondants ; la méthode d'intégration consiste à utiliser un filtre de couleur spécifique et un photodétecteur pour mesurer directement les paramètres chromatiques ; la précision de la spectrophotométrie est bien supérieure à celle de l'intégration.

2.5 Propriétés thermiques
Les caractéristiques thermiques des LED se réfèrent principalement à la résistance thermique et à la température de jonction. La résistance thermique est le rapport entre la différence de température sur un trajet de flux de chaleur et la puissance dissipée sur le trajet. La température de jonction fait référence à la température de jonction PN de la LED. La résistance thermique et la température de jonction des LED sont des facteurs importants qui affectent les performances optoélectroniques des LED.
Il existe généralement deux méthodes pour tester la température de jonction de la LED : la première consiste à mesurer la température de surface de la puce LED avec un microscope de mesure de température infrarouge ou un micro thermocouple et à la considérer comme la température de jonction de la LED, mais la précision n'est pas suffisante. ; La première consiste à déterminer la température de jonction de la LED en utilisant la relation inverse entre la tension de polarisation directe et la température de jonction sous un certain courant.

Fiabilité 2.6
La fiabilité des LED comprend les caractéristiques de sensibilité électrostatique, la durée de vie, les caractéristiques environnementales, etc. La caractéristique de sensibilité électrostatique fait référence à la tension de décharge électrostatique que la LED peut supporter. En raison de la résistivité élevée de certaines LED et de la courte distance entre les électrodes positive et négative, si la charge électrostatique aux deux extrémités s'accumule jusqu'à une certaine valeur, cette tension électrostatique décomposera la jonction PN. Par conséquent, il est nécessaire de tester les caractéristiques de sensibilité électrostatique des LED pour obtenir la tension de seuil des défauts de décharge électrostatique des LED. À l'heure actuelle, le mode corps humain, le mode machine et le mode de charge de l'appareil sont généralement utilisés pour simuler le phénomène de décharge électrostatique dans la vie réelle.

Afin d'observer la loi de changement des performances lumineuses de la LED dans des conditions d'utilisation continue à long terme, il est nécessaire d'effectuer un test d'échantillonnage de la LED et d'obtenir les paramètres de durée de vie de la LED grâce à une observation et des statistiques à long terme. Pour le test des caractéristiques environnementales des LED, il est souvent utilisé pour simuler diverses invasions naturelles rencontrées par les LED en application, généralement : test d'impact à haute et basse température, test de cycle d'humidité, test de brouillard salin, test de sable et de poussière, test d'irradiation, vibration et Test d'impact, test de chute, test d'accélération centrifuge, etc.

3. Formulation de normes nationales
Résumant les méthodes de test ci-dessus, la norme nationale pour les méthodes de test des diodes électroluminescentes à semi-conducteurs a pris des dispositions correspondantes sur les caractéristiques électriques, les caractéristiques optiques, les caractéristiques thermiques, les caractéristiques électrostatiques et le test de durée de vie des LED. Pour le test des caractéristiques électriques, la norme spécifie le schéma fonctionnel de test de la tension directe, de la tension inverse et du courant inverse des LED ; pour le test de flux lumineux, la norme spécifie une structure de test à angle solide de 2π ; pour le test d'intensité lumineuse, la norme cite les conditions recommandées CIE-127. De plus, le test spectroscopique, le test des caractéristiques thermiques, le test de sensibilité aux décharges électrostatiques, le test de durée de vie, etc. ont été clairement spécifiés.

4. Conclusion
La formulation de la norme nationale résume les méthodes de test LED existantes et met à niveau les méthodes scientifiques et applicables aux méthodes de test standard, ce qui élimine bien les différences entre tous les horizons de la vie dans le domaine des tests LED et rend également les résultats des tests plus vrais. reflètent les LED de mon pays. le niveau global de l'industrie. Mais compte tenu du développement continu de la technologie LED, la formulation de normes nationales ne se fait pas une fois pour toutes, et la technologie de test la plus récente et la plus appropriée doit être introduite dans la norme à tout moment.

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